在脂质膜中BK通道的结构来自电子冷显微镜

科学领域:

• 结构生物学是结构生物学.
• 膜蛋白研究研究 膜蛋白研究
• 生物物理学的生物物理.

背景情况:

• 在它们的原生脂质环境中成像膜蛋白是结构生物学中的一个重大挑战.
• 现有的电子晶体学和NMR光谱学等方法在样本要求和蛋白质大小方面存在局限性.
• 单粒子冷电子显微镜 (cryo-EM) 已成为大型可溶性蛋白质的强大技术,但它对膜蛋白的应用是有限的.

研究的目的:

• 报告了对膜蛋白的第一个单颗粒冷EM研究,即人类大导电和电压激活通道 (BK).
• 引入和验证一种新方法,即随机球体约束 (RSC) 单颗粒重建,用于成像膜蛋白.
• 在脂质环境中确定BK通道的三维 (3D) 结构.

主要方法:

• 在低密度下将BK通道复合成脂质囊泡 (脂质体).
• 使用流量试验对已复制的BK通道进行功能验证.
• 脂质体的玻璃化,然后使用电子冷显微镜 (cryo-EM) 进行成像.
• 应用新型随机球面约束 (RSC) 单颗粒重建方法.

主要成果:

• 在脂质环境中成功地获得了人类BK通道的3D重建.
• 重建实现了1.7-2.0nm的分辨率.
• 来自8,400个单个蛋白质颗粒的图像被用于重建.

结论:

• 通过RSC方法,可以在不需要结晶的情况下进行膜蛋白的结构研究.
• 这种方法对推进广泛的膜蛋白的结构分析具有前途.
• 这项研究证明了使用单颗粒冷EM用于膜蛋白结构确定的可行性.